Порядок и методика выполнения исследований

Кафедра теоретических основ и общей электротехники

 

 

Отчёт

По лабораторной работе №9

«Исследование влияния характера элементов цепи на форму тока при несинусоидальном напряжении источника».

 

Выполнил студент II курса

группы ЭM-103, ИЭЭ

Топал О.Б.

Работа выполнена совместно

со студентами:

Красова С.

Морару А

 

Руководитель: Ярмолович В.Я.

 

Оценка:

 

 

Одесса 2012

Краткое содержание работы

 

Изучить влияние резистора, катушки и конденсатора на формы кривых тока при действии несинусоидального напряжения с последующей сравнительной оценкой кривых. В результате выполнения лабораторной работы студенты должны знать влияние характера элемента цепи на гармонический состав тока при несинусоидальном напряжении источника; уметь выполнять экспериментальным и расчетными путями гармонический анализ формы кривой тока; приобрести навыки сравнения различных периодических несинусоидальных функций.

Различая зависимость сопротивлений резистора, катушки и конденсатора от частоты приводит к существенному различию в формах тока при действии несинусоидального напряжения. Отклонение формы тока от синусоидальной, наблюдаемое с помощью осциллографа, может быть охарактеризовано количественно на основе гармонического анализа.

Представление несинусоидального тока гармоническими составляющими имеет вид:

i = I_o+I_m1sin(ω₁+Ψ_i1)+…+I_mksin(kω₁t+Ψ_ik)+…

В работе используется источник переменного напряжения при различных формах выходного сигнала, элемент наборного поля №01 и блоки переменных сопротивлений, индуктивности и емкости. Все необходимые для анализа параметры определяются с помощью осциллографа.

Задачи работы – получение кривых тока в цепи при различных по характеру элементах (резистор, катушка, конденсатор) и заданном несинусоидальном напряжении источника; качественная оценка влияния вида элемента на гармонический состав тока; разложение на гармонические составляющие кривых напряжения и тока и сравнительный анализ по значениям оценочных коэффициентов.

 

Порядок и методика выполнения исследований

1. Включить источник переменного напряжения и, подключив его выход к осциллографу, выставить форму, частоту и максимальное напряжение согласно варианту задания (табл.1)

Вариант	Параметры источника	R, Ω	L, mH	C, μF
Форма сигнала	f, kHz	Umax, V

 

Таблица.1

 

2. Зарисовать кривую заданного напряжения на кальку и указать масштабы напряжения m_u и времени m_t. Имея в виду, что в работе исследуется влияние трех элементов на форму кривой тока, предусмотреть в отчете три графика u(t), с которыми в последующем будут совмещаться графики токов соответствующих элементов.

d

3. Установить заданные значения сопротивлений, индуктивности и емкости на соответствующих блоках переменных параметров. В дальнейшем подключать их поочередно к источнику согласно схеме рис 2.

 

От

b

источника

на вход

осциллографа

 

4. Подключить осциллограф и блок переменного сопротивления к схеме, как показано на рис 2. В качестве дополнительного резистора R0 использовать элемент наборного поля № 01. Получив на экране изображение кривой тока i_R резистора, зарисовать ее на кальку.

5. Выполнить аналогичные действия, при поочередном подключении катушки и конденсатора. Получив осциллограммы нанести на кальку.

6. При разбиении исследуемых кривых для гармонического анализа на равные Р интервалов следует учесть, что, используя ПМК с программой 1,2,9, число интервалов полупериода симметричной функции следует выбрать максимально возможным, равным 9, а при использовании ЕС ЭВМ число Р интервалов не ограничивается.

7. Определить по данным значениям в конце каждого -го интервала и занести их в табл.3

Таблица 3

Результаты обработки экспериментальных данных

 

Значение функции в конце интервала разбиения полупериода	Максимальное значение функции
Исследуемая величина	Номер интервала
			…
U(n), V
iR(n), A
IL(n), A
IC(n), A

 

8. Аналогично выполнить определение i(n).

9. Выполнить гармонический анализ исследуемых величин, рассчитав амплитуды и начальные фазы 1, 3 и 5-й гармоник. Результаты привести в табл. 4.

Таблица 4

Исследуемая величина	К=1	К=3	К=5
Ам1	Ψа1, …°	Ам3	Ψа3, …°	Ам5	Ψа5, …°
U(n), V
iR(n), A
IL(n), A
IC(n), A

 

10. По данным таблицы записать выражения для мгновенных значений исследуемых величин и начертить по ним соответствующие графики, показав на них как каждую из гармонических составляющих, так и результирующую функцию.

11. Рассчитать значения коэффициентов, характеризующих форму кривых анализируемых величин. Результаты занести в табл.5.

Таблица 5

Исследуемая величина	Отношение амплитуд	Ка	Ки
Ам3/ Ам1	Ам5/ Ам1
U(n), V
iR(n), A
IL(n), A
IC(n), A

 

12. Сделать выводы по работе в целом, обратив внимание на влияние вида элементов на качественные и количественные характеристики токов и рациональный выбор числа гармоник, используемых для анализа при различной степени несинусоидальности функции.